[发明专利]外延涂覆半导体晶片及其制造方法和装置

权利要求书

1.用于在外延反应器内通过化学气相沉积法于半导体晶片的正面上沉积一层时支撑该半导体晶片的装置，其包括具有透气性结构的基座以及位于该基座上的用作该基座与所支撑的半导体晶片之间的热缓冲器的环。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，位于所述基座上的环由碳化硅构成。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，位于所述基座上的环由用碳化硅涂覆的石墨构成。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，位于所述基座上的环由在1000℃的温度下的热导率为5至100W/m·K的材料构成。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，位于所述基座上的环由在1000℃的温度下的热导率为5至50W/m·K的材料构成。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，位于所述基座上的环由在1000℃的温度下的热导率为10至30W/m·K的材料构成。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基座及所述环的尺寸被设计为用于接收直径选自150毫米、200毫米、300毫米及450毫米的半导体晶片。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述基座及所述环被设计为所述环的内径小于所述半导体晶片的直径。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述环在其内径方向上具有宽度为5至15毫米且深度为0.3至0.7毫米的环状凹槽。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述环的厚度为0.5至1.5毫米。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基座的孔隙率至少为15％且密度为0.5至1.5g/cm³。

12.用于制造经外延涂覆的半导体晶片的方法，其中制备多个至少在其正面上抛光的半导体晶片，并且均依次单独通过化学气相沉积法在外延反应器内于800至1200℃的温度下将外延层施加到其经抛光的正面上而通过以下步骤进行涂覆：分别将一片所制备的半导体晶片支撑在根据权利要求1至11之一所述的装置上，从而使该半导体晶片位于该环上，该半导体晶片的背面朝向具有透气性结构的基座的底部，但是不接触该基座，从而通过气体扩散使气态物质从该半导体晶片的背面上方的区域透过该基座导入该基座的背面上方的区域内，此外该半导体晶片仅在其背面的边缘区域内与该环相接触，在该半导体晶片内完全不会产生利用光弹性应力测量法(“SIRD”)可测的应力。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所制备的半导体晶片是单晶硅晶片。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在外延涂覆p+掺杂的硅晶片时选择1140至1180℃的沉积温度。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在外延涂覆p-掺杂的硅晶片时选择1100至1150℃的沉积温度。

16.包括正面及背面的半导体晶片，在其正面上具有根据光弹性应力测量法(“SIRD”)无应力的外延层，此外以面积为2mm×2mm的正方形测量窗为基准，该半导体晶片在其背面上具有表示为高度变化PV(“峰至谷”)的大于或等于2纳米并且小于或等于5纳米的纳米形貌，而表示为光雾的背面“晕圈”大于或等于0.1ppm并且小于或等于5ppm。

17.根据权利要求16所述的半导体晶片，其特征在于，边缘下降参数为-10纳米至+10纳米，这对应于在与该硅晶片边缘的距离为1毫米处测得的通过厚度测量确定的平均横截面相对于通过回归确定的参考线的偏差。

18.根据权利要求16所述的半导体晶片，其特征在于，最大局部平坦度值SFQRmax大于或等于0.025微米并且小于或等于0.04微米。

19.根据权利要求16所述的半导体晶片，其在所述外延层内的电阻均匀性大于或等于±2％并且小于或等于±5％。

20.根据权利要求16所述的半导体晶片，其μPCD复合寿命为2500至3000μs。

21.根据权利要求16所述的半导体晶片，其特征在于，其是直径为150毫米、200毫米、300毫米或450毫米的其上施加有外延硅层的单晶硅晶片。